Меню
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Автомобильные двигатели

Расчет рабочего цикла двигателя

Рассмотрение отдельных процессов и их расчет позволяют определить предполагаемые показатели цикла, мощность двигателя, а также давление газов в надпоршневом пространстве цилиндра в зависимости от угла поворота колончатого вала. По данным расчета можно установить основные размеры двигателя (диаметр цилиндра и ход поршня) и произвести поверочный расчет его основных деталей.

Разработанные в настоящее время методы моделирования рабочего цикла (методы И. И. Вибе, Б. М. Гончара, Н. М. Глаголева и др.) основаны на решении с использованием ЭВМ дифференциальных уравнений балансов энергии и массы и характеристических уравнений. С обоснованными допущениями и введением в расчет опытных коэффициентов математическое моделирование позволяет определить зависимости давления и температуры в функции угла <р для всех стадий рабочего цикла.

На базе сведений, полученных при изучении теории двигателей, можно при обоснованном выборе опытных коэффициентов, с достаточной точностью рассчитать рабочий цикл по методу В. И. Гриневицкого. Проведение такого расчета при изучении теории двигателей аголезно тем, что позволяет рассчитать параметры, определяющие завершающие стадии отдельных процессов, закрепляя таким образом знания по теории рабочего цикла и всех его отдельных процессов.

При выполнении расчета необходимо уделить внимание выбору опытных коэффициентов, входящих в отдельные расчетные формулы.

Ниже приведены примеры теплового расчета карбюраторного двигателя и дизеля, предназначенных для установки на автомобиле.

Пример 1. Рассчитать рабочий цикл автомобильного карбюраторного двигателя, предназначенного для установки на легковом автомобиле. По данным расчета определить основные размеры двигателя и предполагаемую экономичность.

I- МДж/кг.

1. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива 1 по (44)

Суммарное количество продуктов сгорания

Приращение объема

теоретический коэффициент молекулярного изменения по (115)

. Скорость движения заряда в сечения клапана

. К.

Давление в конце сжатия по (162)

Температура в конце сжатия (по 163)

К.

7. Параметры конца процесса сгорания. Действительный коэффициент молекулярного изменения

цо (108)

по (179)

Внутренняя энергия 1 моля свежей смеси в конце процесса сжатия

кДж/(кмоль-°С).

"" °С находим

Внутренняя энергия 1 моля продуктов сгорания в конце процесса сжатия

теплоемкость продуктов сгорания в конце процесса сжатия.

Следовательно:

!. Находим из табл. 9 значение внутренней энергии

кДж/кмоль.

кДж/кмоль.

кДж/кмоль.

кДж/кмоль находится в интервале температур 2300 °С <

).

i.

подсчитывается по выражению

Степень повышения давления из (182)

Максимальное давление цикла с учетом скругления диаграммы по (184)

. Давление конца расширения рв по (187)

Температура конца расширения по (188)

9. Среднее индикаторное давление цикла (расчетное) по (196)

10. Основные показатели цикла. Доля индикаторного давления, затраченного на трение и привод вспомогагельных механизмов по (224) с учетом опытных коэффициентов из табл. 17

Механический КПД по (240)

/Л по

Удельный эффективный расход топлива

в МДж/кг из (212)

Часовой расход топлива

11. Основные размеры двигателя. Рабочий объем двигателя из (216)

Тогда откуда

Средняя скорость поршня

Пример 2. Произвести расчет рабочего цикла дизеля, предназначенного для установки на грузовом автомобиле.

; низшая теплота сгорания

1. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива по (44)

или по (45)

кмоль.

2. Суммарное количество воздуха по (54)

по (67)

Теоретический коэффициент молекулярного изменения но (115)

К; температура подогрева заряда

... 9

. Давление конца сжатия по (162)

Температура конца сжатия по (163)

по (177)

и внут-

реннюю энергию избыточного воздуха, т. е.

находим по табл. 8:

и

Величина

тогда

Сумма всех членов в левой части уравнения сгорания:

есть функция температуры сгорания и теплоемкости, поэтому последнее уравнение можно решить методом подбора, пользуясь данными табл. 9 и 7.

, то

Максимальное давление сгорания

7. Параметры процесса расширения. Степень последующего расширения

Температура конца расширения по (186)

Давление конца расширения по (185)

но (199)

9. Основные показатели цикла. Доля индикаторного давления, затраченного на трение и привод вспомогательных механизмов по (224) с учетом коэффициентов из табл. 17

Механический КПД по (240)

Удельный индикаторный расход топлива (по 211)

Удельный эффективный расход топлива

Индикаторный КПД цикла из (212)

Часовой расход топлива

10. Основные размеры двигателя из (216)

Тогда

Реклама